单模激光相干时间及色关联时动力学性质的研究

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本文运用线性化近似方法,采用兰姆理论的单模激光损失模型,在考虑量子噪声实部与虚部间关联的情况下,做了以下几方面的工作:第一,研究了锁相后的场强关联函数和光场的相干时间,得出结论:相干时间不仅与系统参数有关,还与量子噪声强度和量子噪声间的关联有关,在小量子噪声且量子噪声间的关联程度最大时场强的相干时间最长。第二,用求有效特征值的方法,研究了在考虑量子噪声实虚部间关联时光强的相干时间,在这个过程中,泵噪声和量子噪声都是高斯白噪声,发现在小净增益系数、大的自饱和系数、泵噪声强度适中而小量子噪声强度、量子噪声实虚部间的关联程度最大时可得到较长的相干时间;且在这个过程发现了相干共振现象,即泵噪声的存在能促进激光的相干性。第三,在锁相的基础上,采用了与以前不同的线性化方法,并证明在满足线性化条件范围内,用此线性化近似方法计算的光强平均值较接近真实值,但稳态平均光强的相对涨落两者趋于一致,并具体给出了此线性化方法满足的条件,即要求泵噪声强度很小,但量子噪声强度可以很大,只要满足文中所给出的条件即可。第四,根据新的线性化近似方法研究了信号调制下的色噪声间关联在周期信号调制时单模激光系统的动力学性质。在这种情况下平均光强关联函数为一衰减的周期函数。在振幅不同时,光强关联函数的演化明显不同;由于色噪声的多时标性,在各色噪声的关联时间取得较小时,光强关联函数会出现类相变现象,但当各色噪声的关联时间很长时,光强关联函数做近似等幅的周期性振荡,这时噪声对光强关联函数的影响减弱;在光强涨落随调制频率演化时出现抑制现象。
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